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Wieso klappt ein Regenschirm bei Sturm nach oben und warum kann derselbe Sturm Häuser abdecken? Ein einfacher Versuch mit einem Ball, der im Luftstrom eines Haartrockners schwebt, zeigt, wie der Bernoulli-Effekt funktioniert.
Was wird gebraucht?
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Ein Haartrockner
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Ein kleiner, leichter Ball oder eine Kugel. Der Durchmesser des Balles, sollte in etwa die Größe der Öffnung des Haartrockners entsprechen. Geeignet ist ein Tischtennisball aber auch eine Styroporkugel, die man im Bastelladen kaufen kann.
Was ist zu tun?
Man stelle den Fön an, halte ihn mit der Öffnung nach oben und lege den Ball oder die Kugel in den Luftstrom. Man kann den Haartrockner auch zur Seite zu neigen. Falls möglich sollte man kalte Luft verwenden, sonst wird die Sache ziemlich schnell brenzlig.
Was ist geschehen?
Legt man einen Ball in den Luftstrom des Haartrockners, so fliegt er nicht weg sondern schwebt relativ stabil über dem Fön. Zu erklären ist dies mit dem so genannten Bernoulli-Effekt. Danach wird der Druck umso niedriger, je schneller die Luft strömt. Dort wo aber ein niedriger Druck oder Unterdruck herrscht, entsteht ein Sog, der den Ball immer wieder neu in die Mitte des Luftstroms treibt. Deutlich wird das Verhältnis von Fließgeschwindigkeit und Druck in dieser Animation (Achtung: Man kann den Durchmesser des Rohres selbst verändern). Hat eine Flüssigkeit oder ein Gas wenig Platz, so fließt es schneller - und umgekehrt.
In unserem Versuch bewegt sich der Ball zum Beispiel ein wenig nach links. Auf der gegenüberliegenden Seite kann die Luft leichter – und damit schneller – vorbeiströmen, und der Druck sinkt. So entsteht ein Sog, der dazu führt, dass sich der Ball zurück in die Mitte bewegt.
Warum der Ball auch bei einer Neigung des Föns nicht fällt, hat sowohl mit dem Bernoulli-Effekt zu tun als auch mit zwei weiteren Phänomenen die nach den Herren Coanda und Magnus benannt sind.
Der Bernoulli-Effekt im Alltag
Bei den eingangs erwähnten Beispielen zum Bernoulli-Effekt führt der Wind, der mit hoher Geschwindigkeit über Regenschirm und Dach hinwegfegt, zu einem Unterdruck während im Haus und unter dem Schirm Normaldruck herrscht. Dieser Unterdruck wiederum führt zu einem kräftigen Sog nach oben, der so stark sein kann, dass dadurch sogar Häuser abgedeckt werden.
Der Entdeckung des Schweizer Mathematiker Daniel Bernoulli (1700 - 1782) verdanken wir es, dass wir heute funktionierendes Fluggerät aller Art bauen können, denn der Bernoulli-Effekt spielt beim Fliegen eine wesentliche Rolle wie auch der Coanda-Effekt und der Magnus-Effekt.
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